2013年云南奔子栏M5.9地震发生的地震地质背景
2015-10-12常祖峰
常祖峰
(云南省地震局,昆明 650041)
2013年云南奔子栏M5.9地震发生的地震地质背景
常祖峰
(云南省地震局,昆明650041)
2013年8月31日5.9级地震的震中地区位于川滇菱形块体西北边界附近,地质构造复杂,近SN向的金沙江断裂带与NW向的德钦-中甸-大具断裂在此交会。野外地质、地貌调查结果表明,金沙江断裂带的曾大同断裂、里甫-日雨断裂带、郎中断裂、古学断裂等晚更新世—全新世表现出明显的活动迹象,运动性质以右旋走滑为主,兼有逆冲滑动分量,其全新世右旋水平滑动速率为3.5~4.3mm/a,垂直滑动速率为0.9~1.1mm/a。德钦-中甸-大具断裂具明显的右旋走滑兼正断性质,最新活动时代为晚更新世—全新世,水平滑动速率为1.7~2.0mm/a,垂直滑动速率为0.6~0.7mm/a。该断裂与金沙江断裂带一起,共同构成了川滇菱形块体的西北边界。它是青藏高原EW向伸展作用下的一条重要的右旋走滑断裂,起着调节高原物质向SE运动的作用。据地震烈度等震线长轴方向、震源机制解资料和滑坡崩塌体展布位置分析认为,2013年奔子栏M5.9地震的发生与德钦-中甸-大具断裂的活动密切相关。
金沙江断裂德钦-中甸-大具断裂右旋走滑晚第四纪
0 引言
2013年8月28日,在云南省德钦县与四川省得荣县交界处发生了M5.1地震,8月31日又发生了M5.9地震,之后发生了多次4.0级左右余震,是一个典型的前震-主震-余震型地震序列。震中区云南省德钦县奔子栏镇(28.2°N,99.4°E)处于横断山脉腹地的三江(怒江、澜沧江、金沙江)并流地区,山地海拔一般在3 500~4 000m,地势高耸,沟壑纵横,地形高差大,因此虽然震级不大,却造成了数百处滑坡、崩塌及滚石(主要是公路边坡),导致3人死亡,并给社会和人民生命财产带来了巨大的经济损失。在区域构造上,奔子栏地震位于川滇菱形块体的西北部边界的金沙江断裂和德钦-中甸-大具断裂的交会部位。
受印度板块持续向北推移和欧亚大陆阻挡,青藏高原自形成以来始终受到近SN向的挤压作用,发生在块体边界和内部的构造变形,主要表现为向北推移、缩短加厚和向东挤出等3种形式(钟大赉等,1996;马宗晋等,2001)。新生代早期以来,青藏高原向东挤出导致了川滇菱形块体的形成及其SE方向的逃逸(李糲等,1975;阚荣举等,1977;Tapponnier et al.,1982;张培震等,2003a,b;张家声等,2003;吕江宁等,2003)。川滇菱形块体的东北边界鲜水河-小江断裂带以左旋走滑为特征,滑动速率可达10~15mm/a(Allen et al.,1989;闻学泽,1990;李糲,1993;潘懋等,1994;唐文清等,2005;熊探宇等,2010;郭晓虎等,2013)。川滇菱形块体的西南边界红河断裂带是一条右旋走滑断裂,其晚第四纪滑动速率可达7~8mm/a(Allen et al.,1984;Tapponnier et al.,1990;Leloup et al.,1993,1995;陈文寄等,1996;Wang et al.,1998;虢顺民等,2001;徐锡伟等,2003;向宏发等,2004,2007;乔学军等,2004;Socquet et al.,2005;Schoenbohm et al.,2006;王阎昭等,2008;王绍晋等,2010)。川滇菱形块体的西北边界金沙江断裂曾是一条多期活动的缝合线构造,具有明显的挤压性质(许志琴等,1992),因受到青藏高原向东挤出运动的影响,又表现出明显的走滑运动,断裂中北段的第四纪右旋走滑速率为5~7 mm/a(唐荣昌等,1993)。
相对而言,与奔子栏地震相关的金沙江断裂中南段和德钦-中甸-大具断裂的研究却较少。因此,加强这一地区主要断裂,特别是金沙江断裂和德钦-中甸-大具断裂的活动性研究,对于深入理解奔子栏地震的发震构造背景,理解青藏高原隆起周缘地壳运动学与动力学特征,以及认识该地区中-长期地震危险性具有重要意义。
1 地质构造概况
区域构造上,震中所在区域处于三江褶皱系和松潘-甘孜褶皱系交界地带。该地区经历了漫长而强烈的构造形变,华力西期的构造形变主要表现为小型的紧密褶皱和SN向断裂,喜马拉雅期的构造形变主要为SN向长轴状宽缓褶皱。该区新构造运动也十分强烈,主要表现为强烈的升降运动和块断运动。区域内平均海拔在3 500m以上,如哈巴雪山海拔5 396m,玉龙雪山海拔5 596m。区内断裂构造与近SN走向的横断山脉走向基本一致,主要有近SN—NNW向的澜沧江断裂带、金沙江断裂带、乡城-格咱断裂等和NW向的德钦-中甸-大具断裂等,其中NW向的德钦-中甸-大具断裂切错了金沙江断裂带、格咱-乡城断裂等若干SN向断裂以及其他地层界线(图1)。
金沙江断裂带,起始于古特提斯洋闭合时期,成形于加里东运动,华力西期出现拉张,印支期则发生向西俯冲,喜马拉雅运动使该断裂由挤压俯冲转变为右旋走滑。根据得荣附近沿断裂分布的宽达5km的“蛇绿混杂岩”带、沿断裂分布的超镁铁岩带、华力西期的中酸性侵入岩体周围局部混合岩化和递增变质等现象推断,该断裂曾经是一条强烈活动的超岩石圈断裂带,也是一条古老缝合线。金沙江断裂带大致由5~6条断裂组成,主要有普瓦断裂(F2)、德钦-雪龙山断裂(F3)、羊拉-东竹林断裂(F4)、金沙江断裂(F5)和得荣断裂(F6)、拖顶-开文断裂(F7)等,构成宽约50km的断裂带。据航磁资料,切割深度40km以上,是切穿整个地壳深入地幔的巨型深断裂带(云南省地质矿产局,1990)。
澜沧江断裂带(F1),由3~4条断裂组成,经梅里雪山—碧罗雪山—崇山东麓,过小湾后,继续在澜沧江两岸延伸,经小勐龙西南进入缅甸境内。断裂带起始于元古代末,之后经多次活动,形成多条断裂及宽数百上千米的挤压破碎带。断裂带对两侧的地质发育历史、岩浆活动与变质作用等具有强烈的控制作用。据地震测深资料,是一条超岩石圈深断裂带。
乡城-格咱断裂,主要由崩日丑断裂(F12)和乡城-格咱断裂(F13)组成。三叠纪早期,断裂具有张裂性质,并控制了这一时期火山岩带分布。晚三叠世晚期,该断裂演化为一重要的逆冲断裂带,沿断裂带有古近纪红层及新近纪—第四纪盆地分布;新生代,断裂带主要表现为压扭性质。
图1 震中及其邻区地震构造图Fig.1 Seismotectonic map of the epicenter area and its vicinity of the 2013 Benzilan M5.9 earthquake.
德钦-中甸-大具断裂(F8),主体倾向NE,局部倾向SW,倾角40°~70°,多数在60°以上。断裂可能起始于华力西运动,早期为一条压扭性断裂构造,格郎水附近石炭系灰岩逆冲于早二叠系碎屑岩之上。而其后该断裂活动延续了较长时间,其间尤以印支期的活动最为突出,第四纪活动也极明显(沈军等,2001;吴中海等,2008)。
2 德钦-中甸-大具断裂晚第四纪活动特征
2.1地貌表现与第四纪盆地位错
德钦-中甸-大具断裂,走向310°~330°,NW起于德钦以西,向东经由奔子栏、尼西、中甸、哈巴-玉龙雪山北麓,止于大东一带,长约220km。在地貌上,断裂新活动特征显著。沿断裂发育连续排列的断层三角面,单薄的线性山脊和平直的断层槽地等。例如,恩努、尼西、哈巴村、白芒雪山垭口等地,表现为平直的断层槽地;共比村附近发育一系列定向排列的三角面;书松北西发育有线性山脊。
拱卡一带有多条冲沟右旋位错10~20m(照1),哈巴村附近金沙江支流被断层右旋位错约(440±20)m。哈巴雪山北麓恩努村一带发育多个冰水扇,这些冰水扇上发育了高14~18m、连通性很好的断层陡坎(照2),同时沿断层走向多个冰水扇被右旋位错200~230m。此外,据中甸盆地东南缘、尼西、奔子栏等地野外调查结果,断层面上新鲜的擦痕侧伏角50°左右,大多表现为正倾滑运动性质。结合第四纪断层露头剖面的正断特征,认为该断裂同时具有正断特征。
照1 拱卡一带冲沟同步位错Photo 1 Synchronous displacement of gullies at Gongka Village.
照2 恩努村断层陡坎Photo 2 Fault scarp at Ennu Village.
沿德钦-中甸-大具断裂发育串珠状的第四纪盆地,且控制着奔子栏、中甸、哈巴、大具等第四纪盆地边界,充分表明断裂对第四纪盆地的控制作用。在拱卡—尼西一带,断裂控制了多个第四纪盆地内发育的晚新生代地层的边界,拱卡西断裂严格地控制了中更新世地层的发育(图2a),并将拱卡东晚更新世地层右旋位错80m;尼西西北1km为上新世以来沿断裂形成的晚新生代断陷盆地,上新世和中-晚更新世地层呈NW向长条状沿断裂走向分布,其SW沉积边界严格受制于断裂,中-晚更新世地层有明显的断层右旋位错迹象(图2b);三家村西断裂将金沙江左岸支流右旋位错1 200m,同时将第四纪盆地中的中更新世地层右旋位错400m(图2c)。这些现象充分说明断裂在第四纪时期的右旋走滑活动特征。
图2 第四纪盆地位错示意图Fig.2 The sketch map showing displacement of the Quaternary basins.
2.2第四纪地层位错特征
在奔子栏金沙江Ⅱ级阶地上发育第四纪活动断层(图3)。剖面上出露5条断层,断错了Ⅱ级阶地砾石和中细砂层,F3和F4错距明显,位移量分别为0.6m和0.25m,被错砂层热释光年龄为(21.10±3.20)ka,为晚更新世晚期堆积。
拱卡附近发育多个第四纪断层剖面,断错了石炭纪地层与晚更新世—全新世坡积层(图4),拱卡东公路旁见断层切错了晚更新世洪积砾石层和含砾黏土层,同时切错了上部全新世松散的灰白色坡积砾石层(图5)。
在中甸盆地东南边缘断层露头显示三叠纪灰岩和全新世坡积层呈正断层接触(图6),断层面清晰,有新鲜的斜向擦痕和断层泥发育,坡积层中灰黑色炭粒14C测年结果表明该坡积层形成年龄为(1 930±30)a BP,属于全新世堆积,表明该断裂在全新世有过活动。
2.3断裂滑动速率估计
哈巴盆地金沙江二级支流阶地有明显的位错迹象,其中,Ⅰ阶地水平位错不甚明显,Ⅱ阶地水平位错10m,垂直位错3.5m;Ⅲ级阶地水平位错15m,垂直位错约5m。Ⅱ阶地上部1m左右采集到14C样品,Beta试验室测试结果为(4 850±60)a BP,此年龄为阶地面形成年龄,据此估计阶地形成年龄为5 000~6 000a BP。依据阶地形成年龄和位错量估算,全新世以来断裂的水平右旋滑动速率为1.7~2.0mm/a,垂直滑动速率为0.6~0.7mm/a。
2.4断裂附近的地震活动
除了2013年5.1级、5.9级地震外,沿德钦-中甸-大具断裂历史上还发生多次中强地震,如1933年6月7日小中甸6.3级地震,1961年6月27日中甸6.0级地震,1966年1月31日中甸5.2级地震,1966年9月28日中甸告湾6.4级地震,1993年7月17日中甸5.8级地震等(图1)。其中,中甸告湾6.4级地震宏观震中位于哈巴雪山北麓告湾一带,震中烈度达Ⅸ度,等震线长轴呈NW向与断裂走向基本一致(吴中海等,2008),显示其与德钦-中甸-大具断裂的活动密切相关。
图3 奔子栏加油站断层剖面图Fig.3 The cross section of the fault exposed at a gas station near Benzilan.
图4 拱卡断层剖面图Fig.4 The cross section of fault at Gongka Village.
图5 拱卡东断层剖面图Fig.5 The cross section of fault at east Gongka Village.
3 金沙江断裂中南段晚第四纪活动特征
该断裂为区域大地构造Ⅰ级分区断裂带(金沙江断裂带)的主干断裂,规模巨大,是一条切割深度可达上地幔的区域性深大断裂。新生代以来的活动主要表现为近EW向的强烈挤压,以近EW向的缩短吸收了藏东块体向川滇块体运动的一部分能量,缩短量约为80km;上新世以来表现为水平右旋走滑运动(许志琴等,1997)。
图6 中甸盆地东南缘第四纪断层剖面Fig.6 The cross section of fault exposed at southeast margin of Zhongdian Basin.
金沙江断裂的中北段(苏洼龙以北),曾被认为属于晚更新世—全新世活动段(唐荣昌等,1993),历史上断裂附近曾发生巴塘1870年7¼级地震。但以南地段,研究较少,活动时代不明。前已述及,金沙江断裂(F5)主要包括曾大同(F5a)、里甫-日雨(F5b)、郎中(F5c)、古学(F5d)和吉拉达(F5e)等断裂,总体呈近SN向和NNE—NE向延伸,它们被德钦-中甸-大具断裂截切,以南断裂无活动迹象,以北活动迹象明显。卫星影像线性特征清晰,地貌上金沙江断裂中南段表现为平直的断层槽地、线性山脊、定向排列的断层三角面等。
3.1曾大同断裂(F5a)
断裂总体沿金沙江河谷左右岸摆动,呈舒缓波状延伸,北起贡波乡布则,向南延伸经曾大同、木荣楼、意大同,于虽丁沟口穿过金沙江,经格亚顶、茂顶向SW延伸至白茫雪山垭口一带,被德钦-中甸-大具断裂带错断,局部分支断层与德钦-中甸-大具断裂归并。断层走向总体上近SN—NNE,倾向不定,倾角60°左右。沿断裂带地表线性迹象和断层地貌明显,断层沟槽、断层三角面、断层陡崖等发育。
木荣楼南1km金沙江Ⅱ级阶地上出露倾向相反的2条断层,错断了砾石层和黏土层,产状分别为10°/SE∠52°和310°/SW∠78°,两断面之间含砂黏土层中发育密集的挤压片理带(图7)。断面上发育水平擦痕和厚1~2mm断层泥,表明断层以水平右旋滑动为主;断面附近发育揉皱带,类似于砂土液化形成的构造扰动。被错地层热释光年龄为(31.65±2.69)ka,属于晚更新世晚期沉积。
此外,在茂顶村附近金沙江Ⅲ级阶地上同样发育第四纪断层,断层产状355°/SW∠35°,断面上有近水平向擦痕和厚2~5cm的挤压片理带,被错地层热释光年龄为(63.75±5.42)ka,说明晚更新世曾有活动。北部王大龙村附近,晚更新世晚期—全新世的洪积扇上发育1条高度仅0.5m的SN向断层陡坎,可能与1923年巴塘6级地震的地表破裂相关。
在亚日共及其以南,断裂将一系列冲沟及洪积扇侧缘陡坎右旋位错了180~210m,并在洪积扇上形成高约12.7m的断层陡坎。洪积扇顶部堆积物的热释光年龄为(51.7±4.2)ka~(54.6±4.3)ka BP,据此估算断裂的右旋水平滑动速率为3.3~4.1mm/a,垂直滑动速率为0.2mm/a①中国地震局地壳应力研究所,2005,云南许曲河水电站工程场地地震安全性评价。
图7 木荣楼南1km第四纪断层剖面Fig.7 The cross section of a Quaternary fault at 1km south of Muronglou Village.
3.2里甫-日雨断裂带(F5b)
断裂总体呈NNE弧形展布,局部呈波状弯曲延伸。北起龙心同北,经下绒、嘎金雪山垭口、雪堆、徐麦(现徐龙乡)向SW延伸,过金沙江后止于羊拉乡苏鲁一带。
在沙荣大沟以北,断层西盘地层为中深变质的雄松群岩块,向东逆冲于金沙江蛇绿岩群之上,沿断裂带常有超基性岩块分布。在徐龙大沟一带,构造角砾岩、碎裂岩发育,在大小角砾间为强烈破碎的粉末状断层角砾岩及断层泥。在达冈亚卡,雄松群的片岩向东逆冲于金沙江蛇绿岩群的基性火山岩之上,断层附近的岩石强烈劈理化变形,劈理面产状多向西陡倾或近直立。断层劈理产状与断面间的关系以及断层构造岩都指示该断层具有挤压逆冲性质。
图8 日雨西北5km尼中村附近见断层剖面图Fig.8 The cross section of fault exposed 5km northwest of Riyu Village.
沿断层带,呈串珠状分布断层泉,地貌上断层显著、清晰。徐麦、嘎金雪山垭口东北侧发育清晰的断层槽谷、断层陡崖;嘎金雪山垭口见山脊右旋位错100m;下绒村附近发育长2km的线性山脊和断层谷地;日雨附近发育平直的断层谷地。反映断层新活动特征显著。
日雨西北5km尼中村附近见断层露头,断层东盘三叠纪片岩逆冲在河流冲洪积层之上(图8),断层产状40°/SE∠45°,断层面上除发育厚2~5cm的黄绿色松软断层泥外,摩擦镜面和斜向擦痕也十分发育,擦痕侧伏向N,侧伏角30°。被错河流冲洪积层热释光年龄为(56.60± 4.81)ka BP,说明该断裂晚更新世时期仍有活动。根据擦痕判断,以右旋走滑兼逆冲为主。日雨村也发现了第四纪断层露头(图9),断层面清晰,产状330°/SW∠52°。断层断错了晚更新世黏土层和全新世坡积砾石层,表明断层在晚更新世—全新世期间曾有过活动。
图9 日雨村第四纪断层剖面图Fig.9 The cross section of Quaternary fault exposed at Riyu Village.
日雨北侧3条冲沟被断层系统右旋位错了16~20m,并在洪积扇上形成高4~5m的断层陡坎。洪积扇上部堆积物的14C年龄为(4 630±30)a BP,据此估算断裂的右旋水平滑动速率为3.5~4.3mm/a,垂直滑动速率为0.9~1.1mm/a。
3.3郎中断裂(F5c)
断裂走向NNE—NE,主断面倾向西,倾角70°。断裂北起贡波乡木热贡,向南延伸,经卡色贡、前进乡、郎中、日龙乡、扎西贡,南止于均古,呈现分支、复合、归并的展布特征。前进乡以北的断层北段,断层分为3条分支;均古一带断层南段,与里甫-日雨断层归并为1条。
郎中一带沿断层走向发育一平直的断层槽地,槽地延伸长4~5km。在郎中北3km处定曲河支流Ⅲ级阶地晚更新世河流堆积层中(图10),出露3条第四纪断层,产状分别为55°/SE∠45°、57°/SE∠75°和55°/SE∠75°,断层面平直。此处未获得合适的测年样品,但在东古村西2km处该支流Ⅲ级阶地上采集热释光样品,测年结果为(36.07±3.07)ka BP,说明该级阶地形成于晚更新世,表明断层在晚更新世有活动迹象。
3.4古学断裂(F5d)
断裂总体走向NW,倾向NE。断裂的东盘地层为二叠系,西盘地层为二叠系和三叠系,断裂接触处岩石较为破碎,小断面发育。前第四纪断裂表现为逆断层性质,第四纪以来则表现为右旋走滑性质。
古学附近金沙江支流许曲河Ⅱ级阶地砾石层中发育2条断层(图11),产状分别为340°/SW∠73°和340°/SW∠85°,被错砾石层松散未胶结。附近群都、卡琼等地Ⅱ级阶地热释光测年结果为(34.88±2.96)ka~(40.42±3.47)ka,结合堆积物胶结程度和地貌部位综合判断,许曲河Ⅱ级阶地形成时代为晚更新世晚期,表明断裂在晚更新世晚期有明显活动迹象。
图10 郎中北3km处第四纪断层剖面图Fig.10 The cross section of the Quaternary fault exposed 3km north of Langzhong Village.
图11 古学村第四纪断层剖面图Fig.11 The cross section of Quaternary fault at Guxue Village.
综上所述,金沙江断裂中南段构造复杂,断裂间相互交接、合并、复合现象普遍,多数断裂在晚更新世乃至全新世表现出明显的活动迹象,运动性质以右旋走滑为主,兼有倾向逆冲滑动分量,其全新世右旋水平滑动速率为3.5~4.3mm/a,垂直滑动速率为0.9~1.1mm/a。断裂中北段曾发生1923年10月20日巴塘王大龙6½级地震。然而,在德钦-中甸-大具断裂以南,金沙江断裂晚更新世以来活动迹象不明显。
4 奔子栏M5.9地震发震构造的讨论
由于强烈的地壳运动和复杂的构造背景,青藏高原及其周缘的一些中强地震的发震构造难以厘定,但对于位于断裂附近且地震等震线与断裂走向一致的地震,还是有其明显的发震构造和地震地质背景。
图12 奔子栏M5.9地震烈度分布图Fig.12 Intensity distribution of the Benzilan M5.9 earthquake.
2013年8月31日M5.9地震,震中位于德钦-中甸-大具断裂附近的奔子栏镇,且等震线长轴呈NW向展布与断裂延伸方向一致(图12)。根据美国USGS发布的震源机制解资料,此次地震为走滑兼正断破裂型地震:P轴方向273°,仰角59°;T轴方向21°,仰角11°;N轴方向117°,仰角29°;节面I方向314°,节面Ⅱ方向80°。节面I方向与德钦-中甸-大具断裂走向基本一致,走滑兼正断破裂型地震与断裂的运动学性质非常吻合。此外,地震后发生的滑坡、崩塌体达数百处,集中分布于三家村—奔子栏西的长约20km的NW向延伸条带上,也与断裂展布基本一致。因此,奔子栏地震与德钦-中甸-大具断裂密切相关。
此外,震中区构造背景复杂,除NW向德钦-中甸-大具活动断裂外,还发育多条近SN向的金沙江断裂的分支断层,并在此与德钦-中甸-大具断裂交会。所以,此次地震的发震构造与德钦-中甸-大具断裂的活动有关,而与之相交会的金沙江断裂带也可能对此次地震的孕育发挥了重要作用。
无论是奔子栏地震的发震构造NW向德钦-中甸-大具断裂,还是对奔子栏地震的孕育发挥重要作用的金沙江断裂带,都是具有发生破坏性地震的活动断裂,地震发生的强度和频度分析也显示,在两条断裂的交会区存在发生更大地震的可能性。
5 结论
(1)奔子栏地震震中地区位于川滇菱形块体西北边界附近,又处于三江褶皱系和松潘-甘孜褶皱系交界地带,地质构造复杂,主要分布了近SN向的金沙江断裂带和NW向的德钦-中甸-大具断裂等。金沙江断裂带为一规模宏大的超岩石圈断裂带,是古特提斯洋闭合后的形成的古老缝合线构造,大致由5~6条断裂组成,构成宽约50km断裂带,具有长期的地质演化历史。新生代以来的活动主要表现为近EW向的强烈挤压,以近EW向的缩短吸收了藏东块体向川滇块体运动的一部分能量;上新世以来表现为水平右旋走滑运动。
晚第四纪以来,金沙江断裂带的活动集中体现在沿金沙江两岸展布的曾大同断裂、里甫-日雨断裂带、郎中断裂、古学断裂等断裂上,地貌上表现为平直的断层槽地、线性山脊、定向排列的断层三角面等断层新活动特征。卫星影像线性特征清晰。这些断裂在晚更新世乃至全新世表现出明显的活动迹象,运动性质以右旋走滑为主,兼有倾向逆冲滑动分量,其全新世右旋水平滑动速率为3.5~4.3mm/a,垂直滑动速率为0.9~1.1mm/a。断裂附近曾发生1923年10月20日巴塘王大龙6½级地震。它们呈近SN向和NNE—NE向延伸,在德钦—奔子栏一线被德钦-中甸-大具断裂截切,德钦-中甸-大具断裂以南断裂无活动迹象,以北活动迹象明显。
(2)德钦-中甸-大具断裂,走向310°~330°,NW起于德钦以西的热水塘一带,向东经由德钦、奔子栏、尼西、中甸、哈巴-玉龙雪山北麓,止于大东一带,长约220km。在地貌上,断裂新活动特征显著,沿断裂表现为定向排列的断层三角面,单薄的线性山脊,平直的断层槽地等。沿德钦-中甸-大具断裂发育串珠状的第四纪盆地,且控制着奔子栏、中甸、哈巴、大具等第四纪盆地边界。多处活动断层剖面和地貌体位错表明,该断裂为晚更新世以来活动断裂,具明显的右旋走滑兼正断性质。根据阶地形成年龄和位错量推算,全新世以来断裂的水平右旋滑动速率为1.7~2.0mm/a,垂直滑动速率为0.6~0.7mm/a。该断裂附近有1961年中甸6.0级地震、1966年告湾6.4级地震、1966年中甸5.2级地震和2013年奔子栏5.9级地震等多次中强地震活动。
该断裂是川滇菱形块体西北边缘的一条重要的NW向走滑断裂。它横切近SN向的金沙江断裂带。断裂以北金沙江断裂带有着晚更新世以来活动的迹象,以南金沙江断裂带活动迹象不明显。据此,笔者认为该断裂与金沙江断裂带一起,共同构成了川滇菱形块体的西北边界。它是青藏高原EW向伸展作用下的一条重要的右旋走滑断裂,起着调节高原物质向SE运动的作用。
(3)据地震烈度等震线长轴方向、震源机制解资料和滑坡崩塌体展布位置分析认为,2013年奔子栏M5.9地震的发生与德钦-中甸-大具断裂的活动有关,而与之相交会的金沙江断裂带也可能对此次地震的孕育发挥了重要作用。从地震发生的强度和频度分析,在2条断裂的交会区仍有发生更大地震的可能性。
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Abstract
The epicenter region of the Aug.31 2013 M5.9 earthquake lies near the northwest boundary of the Sichuan-Yunnan rhombic block in the junction area of the three rivers geosynclinal folded system and Songpan-Ganzi geosynclinal folded system.The geological structure of this area is quite complicated,where the near-SN trending Jinshajiang Fault zone and the NW-trending Deqin-Zhongdian-Daju Fault zone converge.The Jinshajiang Fault zone is a large-scale ultra-lithosphere fault zone and an old suture line structure after the closing of the ancient Tethys Sea,which generally consists of 5-6 faults,constituting a 50km wide fault zone,with a long history of geological evolution.Since Cenozoic,the faults are mainly dominated by intense near east-west extrusion,thus,absorb partially the energy of the movement of east Tibet block towards Sichuan and Yunnan block.Therefore,the fault zone is dominated by dextral strike-slip since Pliocene.
According to the results of field geological and geomorphic investigations,the late Quaternary activity of Jinshajiang Fault zone is mainly embodied by the Zengdatong Fault,the Lifu-Riyu Fault,the Langzhong Fault and the Guxue Fault,with straight fault troughs,linear ridges,orientated facets in landforms and clear linear features in satellite imagery.These faults are obviously active in late Quaternary,and dominated by dextral strike-slip motion and partially thrust motion,with an average rate of 3.5~4.3 mm/a horizontally and 0.9~1.1 mm/a vertically,respectively since Holocene.Historically,the October 20,1923,Batang M 6½earthquake occurred near to the fault zone.
The Deqin-Zhongdian-Daju Fault is also obviously active in late Quaternary and dominated by dextral strike-slip motion and normal motion,the latest active time is from late-Pleistocene to Holocene with an average rate of 1.7~2.0mm/a horizontally and 0.6~0.7mm/a vertically,respectively.Along the fault,several string-beaded Quaternary basins are developed.The fault has played an obvious control role in the development of the Benzilan Basin,the Zhongdian Basin,the Haba Basin and the Daju Basin,and has a strict control on the boundary of the basins.Historically,several moderate-size earthquakes occurred around the fault,e.g.the 1961 Zhongdian M6.0 earthquake,the 1966 Zhongdian M5.2 earthquake and the 2013 Benzilan M5.9 earthquake,etc.It is an important NW-treading fault developed along the northwestern boundary of the Sichuan and central Yunnan rhombic block,and together with the Jinshajiang Fault,composes up the northwestern boundary of the Sichuan and central Yunnan rhombic block.The Deqin-Zhongdian-Daju Fault is a significant dextral strike-slip fault under the east-west extension of the Qinghai-Tibetan plateau and plays a role of regulating the southeast movement of the plateau substances.
The long axis of the intensity distribution of the 2013 Benzialn M5.9 earthquake is NW-directed,consistent with the strike of Deqin-Zhongdian-Daju Fault.According to the focal mechanism solutions,the M5.9 earthquake is of dextral strike-slip with normal faulting,the attitude of the NW nodal plane is consistent with the strike of the fault too,and the seismic rupture is identical to the kinematical characteristic of the fault.The linear distribution of the earthquake-induced landslides and collapse is consistent with the strike of the fault as well.Based on all these features and phenomena,we can conclude that the Deqin-Zhongdian-Daju Fault is the seismogenic fault of the Benilan M5.9 earthquake.The earthquake is closely related to the Deqin-Zhongdian-Daju Fault,but the Jinshajiang fault zone may be also the breeding structure.Based on analysis of the earthquake intensity and frequency,there is the possibility to generate larger earthquake in this area.
SEISMOTECTONIC BACKGROUND OF THE 2013 BENZILAN M5.9 EARTHQUAKE,YUNNAN PROVINCE
CHANG Zu-feng
(Earthquake Administration of Yunnan Province,Kunming650041,China)
Jinshajiang Fault,Deqin-Zhongdian-Daju Fault,dextral strike slip,late-Quaternary
P315.2
A文献标识码:0253-4967(2015)01-0192-16
10.3969/j.issn.0253-4967.2015.01.015
常祖峰,男,1966年生,1987年毕业于北京大学地震地质专业,1999年在北京大学地质系获得硕士学位,高级工程师,主要从事地震地质和工程地震等方面的研究,电话:0871-3373589,E-mail:zufch@163.com。
2013-10-08收稿,2014-12-24改回。
中国地震局地震行业科研专项(201108001)资助。